太空水稻回家啦！

12月4日，

神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。

和三位航天員一起“回家”的，

還有經過120天的空間培育生長，

國際上首次在軌獲得的水稻種子 。

水稻在問天艙生命生態實驗櫃通用生物培養模組中完成從種子到種子全生命週期不同發育階段代表性圖片。影象上的數字表示注入營養液啟動實驗後的天數。（中國科學院分子植物科學卓越創新中心供圖）

至此，中國科學家在國際上首次完成了水稻“從種子到種子”全生命週期培養實驗。按計劃，水稻實驗樣品計劃在北京交接後，將轉運至上海實驗室中做進一步檢測分析。

航天育種作為現代育種技術的一種，已在農業生產上廣泛應用。“太空椒”“太空番茄”“太空西瓜”等產品，在一些超市不難見到。

種子去太空出趟“差”，回來就能大變樣？航天育種的原理是什麼？

接下來，讓我們一起揭開航天育種的神秘面紗。

水稻首次在太空結籽

此前，國際上在空間只完成了擬南芥、油菜、豌豆和小麥“從種子到種子”的培養。而在中國空間站內，“微重力條件下高等植物開花調控的分子機理”專案瞄準了水稻和擬南芥兩種植物。

神十四乘組在軌期間，從7月29日注入營養液啟動實驗，至11月25日結束實驗，水稻和擬南芥種子在中國空間站內經歷了120天的空間培育生長，完成了種子萌發、幼苗生長、開花結籽這一“從種子到種子”的發育全過程。這是國際上首次完成的水稻全生命週期培養實驗。

期間，航天員在軌進行了三次樣品採集，包括孕穗期水稻樣品、擬南芥開花期樣品及水稻和擬南芥種子成熟期樣品。採集後，開花或孕穗期樣品保存於零下80攝氏度的低溫儲存櫃中，種子成熟期樣品保存於4攝氏度低溫儲存櫃。

水稻和擬南芥的在軌實驗樣品分別裝在3個生物樣品冷包中，隨飛船返回地球。後續，科學家將對返回樣品進行分子生物學、細胞學和代謝等相關分析，透過檢測及分析研究，解析空間微重力對於擬南芥和水稻作用的規律和分子基礎，為進一步創制適應空間環境的作物和開發利用空間微重力環境資源提供理論依據。

水稻在太空開花時間提前

水稻在太空中的長勢是科研人員關注的重點。在空間站微重力環境下生長的水稻，其多種農藝性狀都與地面有所不同。

空間再生水稻的過程影象，圖中的時間為剪株後的天數。（中國科學院分子植物科學卓越創新中心供圖）

其株型在空間變得更為鬆散，矮杆水稻變得更矮，高稈水稻的高度沒有受到明顯的影響；水稻在空間開花時間比地面略有提前，但灌漿時間延長了10多天；大部分的穎殼不能關閉。開花時間和穎殼閉合在保障植物充分的生殖生長、獲得高產優質種子方面有重要作用，科研人員將利用返回樣品進行進一步分析。

此外，航天員還在空間站內開展了再生稻實驗，並獲得了再生稻的種子，水稻剪株後僅20天就再生出了2個稻穗。研究人員認為，這為空間作物的高效生產提供了新的思路和實驗證據，該技術可以大大增加單位體積中的水稻產量，也是國際上首次在空間嘗試的再生稻技術。

擬南芥在太空也順利開花，科研人員首次對空間生物鐘調控光週期開花的關鍵基因進行研究。後續還將進一步利用返回材料，對擬南芥適應空間環境的分子基礎進行深入解析。

種子上天猶如“開盲盒”

中國空間站實施建造以來，航天員開展了多項科學技術試驗研究，並取得了多項研究成果。

空間水稻原生稻和再生稻圖片，顯示空間稻穗與穎殼張開的表型。

“空間站提供了長期實驗的環境，後續的種子、葉片，我們會進行收集，帶回到地面上，進行更深入研究。”針對此次在太空結穗的水稻後續科研工作，中國科學院空間應用中心研究員整合技術中心副主任張璐在接受媒體採訪時這樣說道。

這也就意味著，送種子“上天”，只是航天育種的第一步。航天育種也稱空間誘變育種，是將作物種子搭乘返回式航天器送到太空，利用太空特殊的環境誘變作用，使種子產生基因變異，再返回地面，經過選育，形成特性穩定的新品種。

之所以選擇“上天”，是因為自然界的基因變化發生非常緩慢，而太空為基因變異提供了一個絕佳的輻射場所。宇宙的環境遠比地球複雜，擁有宇宙射線微重力和高真空度等，在這種環境中引起植物基因變異的機率更高、程度更徹底、週期更短，可以為科學家們提供儘可能多的基因源材料，為育種按下“快捷鍵”。

而種子在太空發生的一切反應，對科學家來說就像是在“開盲盒”。因為在這趟種子們的“出差”過程中，哪顆種子能被宇宙射線擊中？基因將如何改變？這些都是未知數。只有將經歷了太空旅行的種子帶回地球進行後續觀察，一些種子的後代可能會長得又快又好，或者在病蟲害方面的抵抗力大幅提升。科研人員再根據其中“優等生”的性狀表現，從中篩選出變異基因，並培育成為新品種。

被宇宙粒子擊中的“幸運兒”

“普通雜交稻需要150多天成熟，而‘錦優90’生育期縮短了10多天，依舊可以做到優質高產。”10月中旬，成都市新都區馬家鎮的稻田一片金黃。經過農業專家現場測產，這個由四川省農業科學院生物技術核技術研究所和四川省水稻航天育種工程研究中心共同選育的航天優質稻新品種的表現十分出色。

在甘孜巴塘，同樣有過星際旅行經歷的航天育種土豆新品種“紅美微”在這裡落地生根。這種土豆看起來像紅薯，但鮮嫩多汁，削皮後就能吃，像水果一樣清香微甜，口感爽脆

由此可見，航空育種的成果已在我們的生產生活中廣泛應用。而一粒種子經過太空旅行，再來到老百姓的餐桌，這個過程並不容易。

由於載人航天工程的載荷資源非常珍貴，種子必須經過純度、淨度、發芽率等標準嚴苛的篩選才能成為“天選之子”，跟隨著宇航員一同在太空“出差”。上了天的種子也不見得都能順利完成任務，根據統計，能順利完成基因突變的種子可能不到10%。有些種子在宇宙環境裡並不發生變化，有的甚至會發生結實性降低、成熟期延長、甜份流失等負面的變化。

而那些被宇宙射線擊中且發生良性基因改變的“幸運兒”，回到地球后有時還要被送到全國各地多個生態區進行篩選、繁殖，再經過多年、多個生態地點的測試，連年優秀者經過專門審定委員會的鑑定，才能最終來到市場，整個過程可能耗時6到8年。

資料顯示，自1987年中國首次將水稻、辣椒等農作物種子送上太空後，目前我國已培育出 700 餘個航天育種新品系、新品種，其中透過國家或省級審定的超過200個，年種植面積3000多萬畝，社會經濟效益顯著。目前，我國太空育種的育成品種數量和推廣應用範圍處於世界第一位。

網友評論：

都說種地是刻在中國人基因裡的天賦，如今更是將地種到了“宇宙的盡頭”。

網友直呼：太空種糧真的實現了！